Analysis of generic discrete-time buffer models with irregular packet arrival patterns

De kwaliteit van de multimediadiensten die worden aangeboden over de huidige breedband-communicatienetwerken, wordt in hoge mate bepaald door de performantie van de buffers die zich in de diverse netwerkele-menten (zoals schakelknooppunten, routers, modems, toegangsmultiplexers, netwerkinter- faces, ...) bevinden. In dit proefschrift bestuderen we de performantie van een dergelijke buffer met behulp van een geschikt stochastisch discrete-tijd wachtlijnmodel, waarbij we het geval van meerdere uitgangskanalen en (niet noodzakelijk identieke) pakketbronnen beschouwen, en de pakkettransmissietijden in eerste instantie één slot bedragen. De grillige, of gecorreleerde, aard van een pakketstroom die door een bron wordt gegenereerd, wordt gekarakteriseerd aan de hand van een algemeen D-BMAP (discrete-batch Markovian arrival process), wat een generiek kader creëert voor het beschrijven van een superpositie van dergelijke informatiestromen. In een later stadium breiden we onze studie uit tot het geval van transmissietijden met een algemene verdeling, waarbij we ons beperken tot een buffer met één enkel uitgangskanaal. De analyse van deze wachtlijnmodellen gebeurt hoofdzakelijk aan de hand van een particuliere wiskundig-analytische aanpak waarbij uitvoerig gebruik gemaakt wordt van probabiliteitsgenererende functies, die er toe leidt dat de diverse performantiematen (min of meer expliciet) kunnen worden uitgedrukt als functie van de systeemparameters. Dit resul-teert op zijn beurt in efficiënte en accurate berekeningsalgoritmen voor deze grootheden, die op relatief eenvoudige wijze geïmplementeerd kunnen worden

Dynamic algorithms for multicast with intra-session network coding

The problem of multiple multicast sessions with intra-session network coding in time-varying networks is considered. The network-layer capacity region of input rates that can be stably supported is established. Dynamic algorithms for multicast routing, network coding, power allocation, session scheduling, and rate allocation across correlated sources, which achieve stability for rates within the capacity region, are presented. This work builds on the back-pressure approach introduced by Tassiulas et al., extending it to network coding and correlated sources. In the proposed algorithms, decisions on routing, network coding, and scheduling between different sessions at a node are made locally at each node based on virtual queues for different sinks. For correlated sources, the sinks locally determine and control transmission rates across the sources. The proposed approach yields a completely distributed algorithm for wired networks. In the wireless case, power control among different transmitters is centralized while routing, network coding, and scheduling between different sessions at a given node are distributed